供应链固有可靠性和运作可靠性研究

1、供应链固有可靠性和运作可靠性研究 责任编辑：崔新升作者：来自网络2008-11-14 文本Tag： SCM实施 1引言 可靠性、效率和速度是供应链竞争的关键，其中可靠性综合反映了供应 链完成物流任务的能力，是供应链效率和速度的基础，是供应链质量。供应链可 靠性可定义为：在外界因素的干扰下，供应链在规定时间和条件下，完成订单需 求功能的能力，完成这种功能的概率为可靠度。对供应链来说规定的条件一般表 现为供应链的可达性和最低可接受服务水平。供应链可靠性具有对象性、总体性 和阶段性。其对象性反映供应链集成方案不同， 可靠性不同，供应链完成的订单 任务不同，可靠性也会不同；总体性体现在供应链的可靠性属

2、于末端可靠性， 反 映的是供应链整体的可靠性，其部分可靠性最优不是供应链所追求的目标； 阶段 性表现出供应链在设计、集成（相当于供应链的生产阶段）和供应链的运作（相 当于供应链的使用阶段）由于内外条件、环境不同，可靠性也不同。 从产品工程学的角度划分，产品可靠性分为固有可靠性和使用可靠性。 固有可靠性是指在产品的生产过程中，根据产品的设计、工艺、制造及材料、零 件的选择等因素所确定的。固有可靠性决定着产品质量，是产品内在因素的可靠 性。生产商生产出来的具有一定固有可靠性产品在使用过程中，受到诸如环境、 操作技能、维修方式等因素的影响，这些因素所确定的可靠性称为使用可靠性。 2供应链固有可靠性和

3、运作可靠性概念 从战略角度来说，供应链也是一种产品,iiu a是可増值的产r 70 因此，供应链也有固有可靠性和使用可靠性之分。 由于供应链的使用过程就是供 应链的运作过程，因此将其使用可靠性称之为供应链运作可靠性更为恰当。 供应链固有可靠性反映了供应链在设计和集成（即供应链的生产）过程 中在组织、结构、设备和功能方面是否达到其质量（技术）要求，它既体现供应 链的初始质量，也是对供应链提供者的能力、水平和质量的考量。供应链设计和 集成阶段所涉及的各种要素均成为供应链固有可靠性的影响因素。定义供应链固 有可靠性是指供应链在设计和集成阶段，要求供应链在规定时间和规定的条件 下，完成预定功能的能力，

4、其概率表示为供应链固有可靠度。 供应链固有可靠性 的一个重要特点是静态性，是对供应链设计和集成中内在的固有要素质量的综合 反映。通过供应链固有可靠性分析，可以对供应链的设计和集成方式 （即供应链 的组织形式）进行运作前的评价和调整，确保供应链运行前在组织、结构、设备 和功能上达到合格状态。 供应链运作可靠性是指供应链在运作过程中达到质量（技术）要求，以 及满足客户要求的情况。它受其运作中的一些不确定性、 组成要素的时效性和供 应链运作者的管理能力以及运作方案等方面的影响。定义供应链运作可靠性是指 供应链在实际运作过程中，在规定时间和规定条件下，完成订单的能力，其概率 表示为供应链运作可靠度。定

5、义中规定的时间、条件和功能是运作中实际需要达 到的。在完全没有意外的情况下，与固有可靠性中的规定时间、 条件和预计功能 是一致的。然而在现实中这种前提几乎是不存在的，由于受到供应链内外不确定 性因素的影响，规定的时间、条件是不断变化的，需要的功能必须随之变化，这 就需要供应链进行即时调整，完成订单任务。因此，供应链运作可靠性反映了供 应链的“时间质量”。供应链运作可靠性的大小是供应链最终质量的反映，它关 系到供应链的成败，是供应链固有可靠性的延续和目的。 供应链固有可靠性的主要目标是确保设计和集成得到的供应链系统的连 通性。供应链运作可靠性的主要目标是物流任务的完成性。可以说供应链固有可 靠性

6、是运作可靠性的基础、前提和保证，运作可靠性是固有可靠性的延续、 实践 和目的。 3本文使用符号的含义 PS:表示第s条最小路径中基本单元的集合； P：供应链最小路径数； KS:表示第s条最小割集中基本单元的集合； k:表示供应链最小割集数； I:供应链的起始节点的集合； J:供应链的终讫节点的集合； 1：表示一个起始节点，1I； J：表示一个终讫节点，jJ; 1-J :表示起始节点1与邻接终讫节点J之间的边； i J :表小起始节点i和邻接终订节点的边细.成供应链的基本单丿 ri:表示节点1的可靠度； ri-j :表示边ij的可靠度； Rij :供应链基本单元可靠度； R:供应链整体可靠度；

7、tsij表示s T s为s路栏的时间要求； g s i j表小s路彳名流.经i j的流竝； Q. s为s路栏的流竝盂求； c s 1 j为运行s路於I】i J所发牛的成本； C乞为個仝I黑户训以接辽的成本; P：满足所有约束条件的最小路径的集合。 4供应链的基本单元及可靠度 4.1供应链的基本单元 供应链由节点和边组成，节点与边紧邻，两者之间形成串联关系。节点 一般表示成员企业内部的活动，边一般代表物料在成员企业之间的位移， 即运输 过程。供应链可靠度由节点可靠度和边可靠度构成，这就需要对供应链中所有节 点和边的可靠度进行统计分析和计算， 这个工作量与节点和边的数量成正比， 对 于一个稍具规模

8、的供应链来说，工作量都是相当大的。在实际工作中，一些节点 与后邻接边的关联性很大，活动的主体往往是同一个企业，而且两者所进行的部 分活动相互嵌套，难于严格区分它们，给分别计算它们的可靠性带来一定困难， 增加了工作量。基于上述考虑，我们将起始节点1与邻接边1-J组合起来，构 成伏应链的基本单兀，记为i J :対门殳冇后续边紧邻的最络节点，我们 假设最终节点的后续边存在，且条数为1，可靠度为1。 若起始节点1引出ki条邻接边，则起始节点1与其后邻接边形成ki 个基本单元，整个供应链中基本单元的个数为ki+1, 后面的1表示最终节点 形成的基本单元数。 4.2供应链基本单元可靠度 由于供应链可靠性分

9、为固有可靠性和运作可靠性，因此，基本单元的可 靠性也有固有和运作两种可靠性之分。 由于供应链基本单元中的节点和边是串联关系，所以基本单元的可靠度 表达式为： R i j = r i - j r i 1 显然，供应链基本单元的不可靠度为： 1Rij=ri(1rij)+(1ri)rij+(1 ri)(1-ri-j) 基本单元之间的活动相对来说较为清晰和独立，在节点及边的可靠度难 以估计的情况下，可以近似地直接估计基本单元的可靠度， 为其可靠度的统计分 析带来方便。同时由于基本单元的数量仅为节点和边的总数的一半，因此减少了 对可靠性进行统计估计的工作量。 5供应链固有可靠度分析 供应链固有可靠性是供

10、应链在设计和集成阶段需要达到得技术可靠性要 求或标准，体现出供应链起讫点对在结构、组织、设备和功能方面的连通性，是 供应链设计和集成质量的综合体现， 反映供应链初始的客观状态，是供应链的初 始质量。供应链固有可靠性成为供应链集成方案选择和评价时的重要指标，是供 应链在具体运行之前可行性分析的重要环节。 对于供应链固有可靠度的计算，首先构造供应链结构函数。设布尔变量 xij表示供应链基本单元的连通状态，有： xij=(3) 则有： P r x i j =1 = R i j表小基本单兀i j )畅通的ftt率 P r x i j = 0 = 1 R i j表加基本单兀i j )发牛一断裂 的概率

11、由于供应链基本单元相互独立，所以： E （ x i j ） i X P r x i j -1+ OXP】x i j 0 RiJ 可见，供应链基本单元畅通的概率，即可靠度就是它的期望值。结合参 考文献 丄，得刮供应链固冇可靠度的最小路集表小形式为： R=E 0 最小割集表示形式为： R=E 6 H 式性质及参考文献45得知，公式1 5 ）和（6 ）等同 于以下形式： R二 1 一 7 R 二 8 6供应链运作可靠度分析 供应链是为完成一定的物流任务而存在的，面对订单，它必然要满足具 体客户的服务要求，这种要求体现在时间、流量和成本等方面对供应链要求上。 供应链运作可靠度是供应链实际连通度， 是供

12、应链的实际质量，供应链运作可靠 性研究的目的就是在满足时间、流量和成本要求下，供应链运作可靠性计算和优 化问题。 6.1供应链运作可靠性的计算 将时间、流量和成本要求在布尔变量xij的取值条件中加以考虑，即 将（3）式调整为： xij=（9） 然后利用公式（7）或（8）进行计算。 6.2供应链运作可靠性优化 构建供应链运作可靠性的数学规划，将供应链的可靠度作为目标函数， 时间、流量和成本要求作为约束，形式如下： max R=1 （8 a） S.t. g s i j X x s 1 . = Q s （V s ）（ 8 c ） c s i j x s i j C s （/ s ） （ 8 d ）

13、t s ij O，gsij 0，csij2 a 0 x s ij =0或1 i 1( 8 e) j J 式（8 b）和（8 c）中，xsij起着加权的作用，表明在第s 条最小路径中，只要有一个基本单元故障，将导致含有该基本单元的整条路径失 效，使得tsij和gsij失去意义。 规划（8）中约束的个数最多为3p（不包括非负约束）。若供应链较 为简单，约束的个数不多时，可以采用枚举的方法求解，具体步骤如下： Stepl，对给定结构的供应链系统，根据图论理论寻找起讫点正确 对的所有最小路径集P=（l,2,A,p）0 Step2，计算运行所有最小路径集所用时间tk,确定满足时间要 求的最小路径集PT=

14、。若PT= ，转入Adjust。 Step3，计算所有最小路径的流量，确定满足流量要求的最小路径 集PQ=。若PQ= ，转入Adjusto Step4，计算所有最小路径集的成本，确定满足成本限制的最小路 径集 PC =，若 PC= ，转入Adjusto Step5，令PPTIPQIPC，将P中所有路径代入目标函数 中，贝U所对 应的路径是满足时间、流量、成本要求且可靠度的路径为最佳路径，得到最优结 果，退出计算过程。若P= ，转入Adjusto Adjust :说明满足所有约束的供应链方案不存在，需要调整供应 链结构，即形成新的供应链网络，各成员单位形成新的关联，或对时间、流量和 成本限制进行

15、调整。然后转入Stepl，进行新一轮的计算。 若（8 a）式为最小割集形式，方法相同。 6结束语 供应链存在的目的是为了满足物流客户的需要，如一般产品一样，必然 需要经历设计和集成（相当于产品的生产）与运作（产品的使用）两阶段，其质 量也将通过这两阶段的质量体现出来，因此将供应链可靠性分解成固有和运作两 种可靠性十分必要，也是客观要求。从上述研究中看出，供应链固有和运作可靠 性确定的关键是供应链集成方式的选择 （影响到基本单元间的串、并联关系和供 应链的最小路径）和基本单元的设计及运作可靠性的确定，以及在不同外部环境、 不同功能、不同集成方式下，不同基本单元的畅通概率分布等问题需要进一步的 研

16、究。 出师表 先帝创业未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣 不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光 先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。 宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其 刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。 侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚 以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。 将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰能”，是以众议举宠为督： 愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。 亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也； 亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。 先帝在时, 每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣， 愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。 臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于 败军之际，奉